研究& Innovation

这些智能传感器提高弹性和警觉的居民,更迅速地响应者危险

AG体育研究员探索分布式传感,以帮助建筑,桥梁,隧道,当他们强调道路信号

Bridge against NYC skyline

建筑物和桥梁减弱年龄,火灾或天气时,他们生病不能告诉我们。

但也许不久他们将,这要部分归功于技术研究的新AG体育。

AG体育 工程 教授易宝是在挑战努力,开发线程和构建连续服用他们的脉搏,能够快速分析和行动灾难发生前的材料中嵌入薄,轻供电的传感器的创新新方法。

“目前,大部分建筑没有超越了简单的光,运动和烟雾传感器传感器,解释说:”宝。 “高层建筑和大跨度桥梁也可能有传感器来监控振动。”

“但是这还不够,在我们看来,你需要了解结构的所有退化机制,在机械和热负荷,在所有的时刻。”

高科技材料,实时汇报

帮助设计这些新的,更安全的建筑和桥梁,宝的团队正在开发和测试称为分布式光纤传感,可以嵌在混凝土中,缠绕在钢筋,连接到木材或沿其它硬表面串起的新技术。

Yi Bao
教授易宝引线AG体育的分布式传感器研究

该传感器由多层,具有高纯度的二氧化硅芯制造电信级光纤和包层,可以有效地反射光的内部多达100的距离 英里.

“这些不是像电流传感器,它只能在一个地方传感器安装,单个点测量数据”宝指出。 “这些分布式传感器网络更像是人的神经系统:连续测量结构的条件在每一点上,并立即报告麻烦点。”

这是至关重要的,因为即使在一个结构深的单个裂纹可能会影响其周围的应力场。所以知道发生了什么事随处可见,每一个瞬间是很重要的。

“这一个变化,即小裂纹深处,可以潜在地做大迅速,可以通过我们的新传感器在我们之前没有可能的方式拍摄的,”他说。

保的传感器测量并报告的关键变量包括材料温度,负载,强度和变形 - 在本质上的力沿着一个结构或片的基础设施所有的连续点,如路面作用。 

数据采集​​盒无线收集的所有数据,并上传实时的云服务器。宝的团队正在努力开发更多的算法系统,将快速地分析在正常和极端的温度和负载的数据流,采取一些人猜测出来的过程中和(例如)发送警报时,在钢筋腐蚀可能会出现发生。

“这是在紧急情况下非常有用,当你需要确定,例如,是否人们可以重新输入已损坏火灾或地震做搜索和救援,建筑物”宝笔记。 “它可以帮助挽救生命,并帮助保护急救人员的安全。”

美国。政府的标准与技术研究院(NIST)国家研究所留下了深刻印象足以与概念向一个可以感知并报告潜在的火灾分布式传感技术的发展宝的基金研究。

和明尼苏达州的现场测试证明保工作的其他应用程序:织成在道路或桥梁的混凝土传感器可以如何帮助在寒冷天气期间现货早期龟裂等缺陷。

智慧的建筑,城市,基础设施的愿景

这是一个好时机AG体育爬升其传感研究:工程师全国也开始了新的传感技术进行试验,例如在重建和升级canarsie隧道连接布鲁克林和曼哈顿东河之下的。

“这条隧道 飓风沙与腐蚀性盐水中,现在“解释宝。”,作为隧道被修复,他们想用分布式光纤感测到连续监视其状况。如果发生泄漏,例如,传感器可能检测到早期的情况,及时解决它,而不是等着别人来通知视觉。我们在看这一切非常密切,并随时准备协助或者如果有必要参与“。

Concrete Sense Test
在测试中,路基传感器报道裂缝,他们在视觉上明显之前

所提出的AG体育系统也可以用于长期监视的建筑物,这样当市政官员,业主和其他利益相关者合作,以确定给定结构(或建筑物甚至部分)是否仍然适合翻新或不作为。

“建筑是昂贵的,”宝指出。 “在某些情况下,你将需要拆除和重建,但在其他情况下,部分或结构可能会强大到足以修复,继续使用。平时我们应力场的整个制作猜测这些事情,不完整的数据集整个结构,因为我们不能物理走在中间的混凝土内部“。

“我们的系统,如果它的工作原理,可在这决策过程中的巨大差异。”

它是宝的设计更智能基础设施的最终目标的一部分。

“长期目标是开发改造规划和绩效聪明结构,”他总结说,“这些未来的新的智能结构将通过传感器,材料和设计上的创新发展。

“我们的团队已经在着手 更聪明的材料和新类型的传感器也将是智能基础设施的安全性和管理的关键。”